Описание ECAS - Автозапчасти и автоХитрости

Перейти к контенту

Главное меню:

Хитрости > - ALL - > WABCO > ECAS
 См. также:
Описание системы ECAS в грузовых автомобилях

Пневматическая подвеска применяется в автомобилестроении, особенно в пассажирских автобусах,
еще с начала 50-х г.г. Она значительно повышает комфортность.
Если говорить о грузовиках и прицепах, пневматическая подвеска, прежде всего, проходит в верхнем тоннажном сегменте для перевозки грузов. Решающее значение при этом имеют критерии построения конструкции ходовой части. Существуют сравнительно большие статические различия при нагрузке на заднюю ось ТС в порожнем и нагруженном состоянии. В порожнем и частично нагруженном состоянии это вызывает проблемы при конструкциях с пружинными подвесками. Свойства пружин ухудшаются. Не последнюю роль при этом играют критерии комфортности, например, в автобусах.
Преимущества пневматических подвесок перед пружинными/рессорными
• Общий ход подвески полностью компенсирует изменение динамической нагрузки на ось. Изменение
статической нагрузки компенсируется изменением давления. Тем самым достигается нужная для
конструкции высота.
• Оптимальная работа подвесок, не зависимая от состояние дорог и нагрузки, повышает комфортность
при езде и позволяет бережно перевозить груз. Шум колес автомобиля не передается.
• Колеса одинаково плотно прижимаются к поверхности дороги, что улучшает силу торможения и
управляемость, а также значительно увеличивает срок службы шин.
• точное, зависящее от груза, управление пневматической тормозной системой с помощью
использования давления в пневмоподвеске вследствии установления давления в регуляторе тормозного
усилия.
• Постоянная высота автомобиля не зависит от статической нагрузки.
• Для погрузочных платформ и эксплуатации контейнеров предусмотрены операции подъема и спуска конструкции.
• Возможно управление подъемными осями.
• Возможно индивидуальное управление пневморессорами для компенсации поперечных сил (например, при прохождении поворотов).
• Хорошо сохраняется поверхность проезжей части.
Неблагоприятные свойства пневматических подвесок в сравнении с пружинными/рессорными
• повышенные расходы на установку;
• более сложные системы осей благодаря использованию рычагов, действующих на ось и осевых
стабилизаторов,
• высокие затраты на детали из-за множества пневматических компонентов;
• высокая нагрузка управляющих клапанов из-за постоянной вентиляции и прокачки; сокращение срока
эксплуатации при переменной нагрузке;
• преобладание кренов на поворотах.
Вскоре после того, как была разработана соответствующая система управления с клапанами пневмоподвески, работающими с чисто механическим приводом, была введена и схема с электромагнитным приводом. За счет этого была повышена легкость управления и упрощен процесс подъема/опускания корпуса.
ECAS представляет собой последнее достижение в области разработки подобных систем. За счет применения электронных устройств управления традиционную систему удалось значительно усовершенствовать.

ECAS - Electronically Controlled Air Suspension.
(пневмоподвеска с электронным управлением)
ECAS представляет собой электронно-управляемую систему пневматической подвески для автотранспорта с множеством функций. С начала 80-ых годов она используется в автомобилях.
При наличии механической пневмоподвески в месте, где производится измерение уровня, также осуществляется управление пневмоподвеской. При наличии же ECAS регулировка осуществляется электроникой. Управление пневмоподвесками осуществляется через магнитные клапаны с помощью данных измерения, поступающих от датчиков.
Наравне с управлением нормальным уровнем электроника производит также управление различными
функциями с помощью пульта управления.
При использовании обычных пневмоподвесок эти функции возможны только при большом числе компонентов. С помощью ECAS могут быть реализованы функции, которые неосуществимы при использовании традиционных средств.
В основном система ECAS работает только при включенном зажигании. Но в сочетании с аккумулятором
можно включить режим ожидания.

ECAS с системой CAN- Bus
Новое поколение систем ECAS- это поколение CAN - bus.
Электронные системы связаны при этом с системой CANbus и обмен информацией происходит с помомощью SAECAN-Identifier CCVS или TCO1.
CAN-Bus ("сеть зоны контроля") - это система последовательной передачи данных, которая была
разработана для того, чтобы соединить устройства электронного управления в автомобиле с целью
уменьшения проводов электропроводки и, следовательно, веса. Вместо использования электрической схемы с учетом передаваемого сигнала "шина" основывается на целой коммуникационной платформе, которая обеспечивает передачу сообщений между отдельными устройствами.

Функции системы
Основное назначение ECAS - компенсация отклонений в регулировке. Отклонения в регулировке возникают вследствие возмущающих воздействий (напр., изменения загруженности) или изменений в заданных значениях (напр., с помощью блока управления). Это приводит к изменению расстояния между осью автомобиля и его конструкцией. ECAS выравнивает отклонения в регулировке, корректируя уровень.

Порядок работы основной системы ECAS

Основные функции системы ECAS
1 датчик хода
2 ECU (электронный блок управления)
3 магнитный клапан ECAS
4 пневмобаллон
5 блок управления (доп.)
1. Датчик хода (1) закреплен в конструкции автомобиля и связан через систему рычагов с его осью. С
определенными промежутками времени он определяет расстояние между осью и конструкцией. Интервалы времени зависят от времени эксплуатации (режима движения или погрузки) ТС.
2. Полученное при измерении значение является фактическим и оно передается далее в ECU (2).
3. В блоке ECU такое фактическое значение сравнивается с заданным в ECU нормативным значением.
4. При недопустимой разнице между фактическим и заданным значением (отклонение в регулировке)
магнитному клапану 3 системы ECAS передается управляющий сигнал.
5. В зависимости от такого управляющего сигнала магнитный клапан ECAS управляет пневмобаллоном
(4), подавая в него воздух или прокачивая его. За счет изменения давления в пневмобаллоне изменяется расстояние между осью и конструкцией автомобиля.
6. Расстояние вновь определяется датчиком хода и этот цикл повторяется сначала.
Блок управления (5) больше не относится к основной системе ECAS. Он упомянут, потому что с его помощью пользователь может непосредственно повлиять на заданный уровень. Для влияния на заданный уровень в ТС используются зачастую переключатели и кнопки.

Типы осей в ТС
Основная ось (также ведущая ось)
Ведущей осью является ось, которая всегда расположена на днище и не может быть управляемой. Все ТС обладают ведущей осью, в основном это задняя ось. Если пневмоподвеска в TC установлена только на ведущую ось, то оно считается ТС с частичной пневматической (ЧП) подвеской.

Передняя ось (управляемая ось)
Передняя ось - это, как правило, управляемая ось в ТС.
Если ТС обладает пневмоподвеской на передней и задней осях, то речь идёт о ТС с полной пневматической подвеской (ПП).

Подъемная ось
Подъёмная ось составляет, в основном, одно целое с ведущей осью. При превышении нагрузки на ведущую ось подъёмная ось опускается, а при снижении нагрузки она снова может быть поднята.

Поддерживающая ось
Ведомая ось - это ось, которая также, как правило, соединена с ведущей осью. Обе оси составляют один агрегат. Типичными представителями являются ведомые и управляемые оси. По сравнению с подъёмной осью они не могут быть приподняты, только разгружены.
Преимущество ведомой оси, в отличие от подъёмной заключается в следующем: масса оси не прибавляется ко всему весу конструкции. Недостатком является повышенный износ шин.

Пневмобаллоны в системе пневмоподвесок
Пневмоподушки
Пневмоподушки - это общеизвестные пневмобаллоны на осях. Они выполняют функцию подрессоривания автомобиля. На пневмоподушки расположенных в днище осей во время эксплуатации автомобиля постоянно подается давление пневморессоры пропорционально нагрузке соответствующих колес. Пневмоподушки приподнятых осей не находятся под давлением или, во избежании повреждений сильфона, под очень низким давлением. Пневмоподушки присутствуют на всех вышеописанных типах осей.

Подъемные сильфоны
Подъемные сильфоны жестко привязаны к системе рычагов подъемной оси. Они поднимают или опускают подъемную ось при завышении или занижении заданного предела давления в пневмоподушках главного моста осевого агрегата. Помимо этого существуют, например, гидравлические системы, которые берут на себя решение данной задачи.
ECAS - это система регулировки, которая, как минимум, состоит из одной цепи регулировки. В цепи регулировки предварительно указывается заданное значение.. Датчик, подстраивающийся в процессе калибровки при вводе системы в эксплуатацию под систему, получает данные фактического значения системы и передает их далее в электронный блок управления (ECU).
ECU сравнивает заданное значение с фактическим. Во время такого сравнения могут возникать отклонения в регулировке.
Под этим понимается выход фактического значения за пределы установленного диапазона заданных значений.
При возникновении отклонения в регулировке ECU производит выравнивание через пускатель для заданного значения в пневмобаллоне.

Заданные (номинальные) значения:
• определенные промежутки (уровни) конструкции ТС в его осях,
• состояния ТС в зависимости от нагрузки на оси (напр., увеличение сцепления колес, пределы давления для управления подъемной осью).

Два варианта передачи номинального значения в ECU:
• Ввод фиксированных значений производителем автомобиля при вводе в эксплуатацию путем
параметризации и калибровки.
• Указание значений пользователем системы с пульта управления.
Обратите внимание на то, что описанные здесь функции в зависимости от исполнения системы не должны задаваться принудительно. Тип системы (количество подъемных осей, наличие/отсутствие пневмоподвески на передней оси) определяет возможности реализации функций.
ECAS легко подстраивается под любой тип ТС. Благодаря модульной конструкции можно обеспечить самые разные варианты использования системы с учетом потребностей заказчика.

Поддержание целевого уровня пола
Целевой уровень пола - это расстояние от конструкции ТС до оси. Он задается калибровкой, параметризацией или блоком управления. Поддержание целевого уровня пола - основная функция ECAS.
На электромагнитный клапан, выполняющий роль исполнительного звена, подаётся управляющий импульс и через выпуск/впуск воздуха в пневмоподушке фактический уровень уравнивается с номинальным. Это происходит при:
• отклонениях в регулировании вне пределов допустимого диапазона,
• изменении значения, заданного для номинального уровня.
В отличие от традиционной системы пневмоподвескок, в данном случае регулируется не только нормальный уровень, но и каждый заданный уровень. Так, например, уровень, который был установлен при погрузке или разгрузке, считается заданным уровнем и регулируется далее как таковой.

Разница между статическим и динамическим изменением нагрузки на колесо
В отличие от традиционных систем пневмоподвесок ECAS различает статическое и динамическое изменение нагрузки на колесо. Данный процесс происходит с помощью использования сигнала скорости. Благодаря такому различению возможен оптимальный отклик с учетом возникающего изменения нагрузки на колесо.

Статическое изменение нагрузки на колесо
Статическое изменение нагрузки на колесо происходит при изменении нагрузки на транспортное средство в состоянии покоя или при низких скоростях. Для этого необходимо перепроверить заданное значение и при необходимости исправить его с помощью впуска/выпуска воздуха в данном
пневмобаллоне в течение коротких промежутков времени.
ECAS выполняет такую проверку ежесекундно. Данный интервал проверки может быть задан через параметры.

Динамическое изменение нагрузки на колесо
Динамическое изменение нагрузки на колесо может быть вызвано в основном из-за неровностей дорожной поверхности, при езде на поворотах, при торможении и набирании скорости и особенно усиливается при езде на высоких скоростях. Динамические изменение нагрузки на колесо компенсируются за счёт амортизационных свойств пневмподушек. В этом случае не рекомендуется
производить впуск/выпуск воздуха в пневмоподушке, так как только изолированная пневмоподушка обладает стабильными амортизационными свойствами. По этой причине на высоких скоростях производится регулирование только через большие интервалы времени, как правило через каждые 60 секунд. Номинальная и фактическая величины сравниваются при этом непрерывно.
Нежелательное урегулирование динамических изменений нагрузки на колесо при торможении можно исключить путем впуска или выпуска воздуха в пневмоподушке.
Данная операция возможна при получении системой ECU "стоп-сигнала".

Трансп. уровень
Нормальный уровень (или уровень движения) устанавливается во время движения ТС на высокой
скорости. Для ECAS могут быть установлены максимум 3 нормальных уровня.

Норм. уровень I
Под определением " нормальный уровень I" подразумевается заданный уровень, установленный
производителем ТС для его оптимальной эксплуатации. На основе этого уровня можно рассчитать размеры общей высоты транспортного средства и теоретическую высоту его центра тяжести. Нормальный уровеньI имеет особое значение по сравнению с другими уровнями. Он характеризуется как расчётная величина для транспортного средства.
При расчёте общей высоты соблюдайте соответствующие предписания в отношении допустимой максимальной величины.
Высота центра тяжести ТС - это заданное значение для расчета торможения ТС.
– Значение нормального уровня I необходимо сообщить системе только путем калибровки.
– Регулируйте нормальным уровнем I во время эксплуатации с помощью скорости движения ТС и/или с
помощью блока управления.
– При параметризации установите скорость для точки переключения в процессе регулировки.

Нормальный уровень II и III
Данные уровни отличаются от нормального уровня 1. Это может оказаться необходимым:
• для спуска конструкции в целях экономии топлива,
• для установления высоты всего ТС,
• для лучшего уравновешивания поперечных сил на повышенных скоростях.
Функция зависимого от скорости опускания кузова применяется в том случае, если при движении с более высокими скоростями на качественных дорогах нет необходимости использовать весь ход пневмоподушки.
– Укажите системе значение для нормальных уровней как разницу по отношению к нормальному уровню 1 с помощью процесса параметризации.
Регулировку нормального уровня возможно производить выборочно с помощью:
• выключатель;
• пульт управления;
• Скорость движения ( в электронике только нормальный уровень II, включая CAN I).
Выбранный нормальный уровень является актуальным до выбора другого уровня.
– Для ввода актуального нормального уровня необходимо нажать кнопку " Нормальный уровень".
– Установите значения для вида и точек переключения в процессе регулировки путем параметризации.
– Нормальный уровень III необходимо определять как высший нормальный уровень.

Особенности электроники CAN II
• В электронике CAN II нормальный уровень 3 определяется как уровень, зависимый от скорости.
• Customer Level (уровень покупателя): Уровень задней оси может быть параметризован слева и справа ( обе стороны независимы друг от друга).
• Все уровни можно найти в CAN- Identifier ASC2_…

Уровень памяти
Для каждой системы можно использовать 2 различных уровня памяти. Уровень памяти применим для всего ТС. Для использования функции памяти нужен блок управления.

Возможности подключения уровня памяти:
• в режиме погрузки / разгрузки в неподвижном состоянии
• при низких скоростях.
Этот уровень позволяет установить оптимальную для погрузки и разгрузки высоту кузова транспортного средства.
В отличие от разгрузочного уровня, прописанного в ECU, уровень памяти может быть задан самим пользователем и в любое время изменён. Заданный уровень памяти сохранен в системе до тех пор, пока его не изменит пользователь (даже при выключении ТС).

Ограничение высоты корпуса автобуса
Изменение уровня автоматически прекращается электроникой по достижении заданных в процессе
калибровки значений верхнего и нижнего пределов высоты. При этом эти заданные значения свободно
выбираются. Тем самым, резиновые амортизаторы и такие ограничители высоты, как сильфоны или тросы не перегружены сверх меры.
Процесс разгрузки регистрируется; первоначальный заданный уровень регулируется и, таким образом, не происходит перегрузка ТС на стыках.

Поперечная стабилизация
Для ТС с неравномерным распределением груза на ось (например , односторонняя погрузка) можно настроить подачу давления с левой и с правой стороны на пневмоподушки одной оси с помощью двух контуров регулирования.
Для ТС с равномерной нагрузкой (напр. , автомобилей-цистерн) это не обязательно.

Управление подъемной осью
Подъемная ось при неподвижном автомобиле автоматически опускается или нагружает дополнительный
мост, если при нагрузке на автомобиль превышается допустимая нагрузка на главный мост. Необходимый для этого сигнал электроника получает от датчика давления, другими словами, от переключателя давления, находящемся на одной из пневмоподушек главной оси. Автоматический спуск
подъемной оси во время пиковых значений давления при движении исключен.
При остановке ТС и его отключении положение подъёмной оси остаётся неизменимым. Так например, приподнятая подъёмная ось остаётся приподнятой.

Система с датчиком давления
Помимо спуска также возможен автоматический подъем подъемной оси после разгрузки автомобиля. Здесь речь идет о полностью автоматизированном управлении подъемной осью.

Система с пневматическим выключателем/кнопкой.
Спуск производится автоматически. Приподнятие подъёмной оси может быть осуществлено вручную с
помощью блока управления ECAS или отдельным переключателем/кнопкой.
Функцию вспомогательной силы при трогании ТС можно использовать только при активированном автоматическом управлении подъемной осью.

Смещение на нулевую точку
С помощью приподнятия подъемной оси автоматически возможно повышение нормального уровня. За счет этого улучшается ход колес подъемной оси. Это применимо ко всему транспортному средству.

Помощь при трогании
В ТС класса 6х2 возможно реализовать функцию "Вспомогательная сила при трогании ТС", если груз
достигает достаточной высоты. С уменьшением давления на пневмоподушки подъёмной оси или, иначе говоря, с помощью приподнятия подъёмной оси происходит увеличение нагрузки на ведущую ось ТС с целью повышения силы тяги. (Рис. ниже)
– Функцию " Вспомогательная сила при трогании ТС" можно активировать с помощью переключателя.
– Возможна активизация с помощью сигнала CAN, она зависит от параметризации P3.1: Управление с
помощью переключателя или послания системы CAN (ASC2).
Модуль вспомогательной силы при трогании ТС можно разделить на 5 групп: при этом учитываются
соответствующие национальные правила путём соответственной параметризации (с ограничением
времени, скорости и нагрузки или без данного ограничения, с обязательной паузой или без неё).
С вступлением в силу директивы 97/27/EG были установлены изменения, которые необходимо соблюдать в процессе параметризации.
• Тип „Deutschland“ (Германия)
Функцию " Вспомогательная сила при трогании ТС" можно активировать с помощью нажатия клавиши
максимум на 90 сек.. По истечению 90 сек. данная функция блокируется на мин. 50 сек. При превышении заданной скорости (мах. 30 км/ч) функция "Вспомогательная сила при трогании ТС"
автоматически выключается. Увеличение силы тяги задано, но оно может быть превышено мах. на 30 %
допустимой нагрузки на ведущую ось.

Нагрузка на ось и изменение движущей силы при использовании функции " Вспомогательная сила при трогании ТС"
• Тип „ЕУ99“
Функцию " Вспомогательная сила при трогании ТС" можно активировать с помощью клавиши и
использовать неограниченно по времени. После проведения данной функции её можно сразу же
повторить. При превышении заданной скорости (мах. 30 км/ч) функция "Вспомогательная сила при трогании ТС" автоматически выключается. Увеличение силы тяги задано, но оно может быть превышено мах. на 30 % допустимой нагрузки на ведущую ось.
• Тип „За пределами Германии“
Функция "Вспомогательная сила при трогании ТС" типа " За пределами Германии" является аналогом данной функции типа "Германия". Между ними существует только одно различие. Функция 
"Вспомогательная сила при трогании ТС" может быть повторно активирована без вынужденной паузы.
• Тип " Северная страна" (с помощью двухпозиционного переключателя)
Функция "Вспомогательная сила при трогании ТС" не ограничена во времени и её можно активировать с
помощью переключателя. После завершения использования данной функции, возможен её
моментальный повтор. Функция "Вспомогательная функция при трогании ТС" деактивируется, если
переключатель приводится в своё первоначальное положение (исключение: ТС 6x2 с системой ECAS-CAN. Повышение силы тяги установлено.
• Тип " Проведение функции "Вспомогательная сила при трогании ТС" вручную" или, другими словами,
тип "Северная страна" (с помощью трёхпозиционного переключателя/клавиши).
Функция " Вспомогательная сила при трогании ТС" не ограничена во времени и её можно активировать с помощью трёхпозиционного переключателя/ клавиши.
В данном типе тяга может быть беспрерывно повышена и понижена. Если переключатель находится в
центральном положении, то установленная сила тяги остаётся неизменной. Функция " Вспомогательная сила при трогании ТС" деактивируется, если происходит полная отмена повышения силы тяги.

Защита от перегрузки
Путем указания максимально допустимого давления в пневмоподушках активируется функция защиты от
перегрузки.
Эта защита приводит к снижению конструкции автомобиля на резиновые амортизаторы, если превышено давление в пневмоподушках вследствие перегрузки.
– Необходимо разгрузить ТС до такой степени, что, таким образом, оставшаяся статическая нагрузка на ось действует на давление в пневмоподушках, которое находится на пределе к максимально допустимому.
После повторного включения зажигания система ECAS пытается наполнить сильфоны и привести конструкцию на нормальный уровень.
Ни в коем случае не приводите автомобиль в движение при опущенной конструкции, т.к. сам
автомобиль и нагрузка могут быть сильно повреждены.

Компенсация давления в шинах
Для ТС с особенно большой высотой всей конструкции наряду с небольшими колёсами используется также процесс подрессоривания автомобиля в порожнем состоянии.
С возрастанием нагрузки нарастает и потребность в ходе пневмоподвески. Но есть возможность задать возможный ход пневмоподвески нарастающему давлению в шинах при возрастающей нагрузке, при неизменной общей высоте автомобиля.
Необходимо соблюдать предписанную правовыми нормами высоту автомобиля.
Данное регулирование необходимо, если общая высота прицепа находится за пределами высоты, предписанной законодателем.
Эта регулировка осуществима в любых системах ECAS.
Она является дополнением. Условием является наличие датчика хода и минимум одного датчика давления.
Происходит повышение заданного уровня. Изменения в нагрузке приводят к изменению заданного значения.

Влияние процесса компенсации продавливания шин на заданный уровень при различных состояниях нагрузки ТС
Для осуществления этой регулировки нужно изначально узнать или определить различия в компенсации давления в шинах между порожним и загруженным состояниями для используемых шин. В процентном отношении, в ТС в порожнем состоянии с давлением в пневмоподушке рПОРОЖНИЙ происходит минимальное продавливание шинΔh, точнее говоря0 % , а в максимально нагруженном
ТС с давлением в пневмоподушке р100% - Δh100%.
Различие между состояниями рНагруженный и рПорожний определяет макс. диапазон, в котором происходит регулировка нормального уровня в зависимости от состояния погрузки ТС со значением Δh100% - Δh0%.
– Нормативные значения данной регулировки необходимо задать электронике в процессе
параметризации.
С их помощью система ECU определяет повышение заданного значения для нормального уровня.
Если нормативные значения не соответствуют параметрам использования шин, могут возникнуть
непредвиденные сдвиги на нормальном уровне в нагруженном состоянии ТС.
Регулировку можно представить следующим образом. При вводе заданного значения "нормальный уровень" определяется давление в пневморессорах главной оси. На основе полученного давления р блоком ECU определяется номинальное значение для нормального уровня с помощью заданных значений, полученных в процессе компенсации шин. Данное номинальное значение сообщается системе в качестве нового значения для нормального уровня.
1. Датчик хода определяет фактическое значение расстояния между конструкцией автомобиля и его осью и сравнивает его с только что определенным заданным значением.
2. При появлении отклонения в регулировке исполнительному механизму (магнитному клапану)
передается сигнал подстройки.
3. Пневморессора главной оси соответственно наполняется воздухом или прокачивается.
4. Расстояние между осью автомобиля и его конструкцией при этом изменяется.

Итог
Повышение нормального уровня, зависящее от состояния груза, можно настроить следующим образом:
• Давление в пневмоподушке pпорожний при порожнем состоянии ТС
• Давление в пневмоподушке p100%при максимально нагруженном состоянии ТС
• Разница в процессе продавливания шин Δh100% - Δh0%между порожним и максимально нагруженном
состояниями ТС.
Компенсация давления в шинах не действует при активном увеличении сцепления колес.
Чтобы определить точное значение, необходимое для процесса компенсации продавливания шин, лучше всего проводить испытания на ТС, используемом в данном случае. Наряду с продавливанием шин в процессе компенсации ( продавливания шин) определённую роль играет также механическое строение оси. Для этого мы рекомендуем следующий образ действий:
– ТС в порожнем состоянии с незадействованным стояночным тормозом установить на плоской
поверхности.
– Определение точки начала отсчета на ТС над осью и измерение расстояния между данной точкой и
поверхностью.
– провести максимально допустимую нагрузку/ нагрузку на ось ТС.
– Подключить инструмент диагноза и определить фактическое значение (WSW1) датчика хода на оси.
– Поднятие конструкции ТС до достижения расстояния, соответствующего порожнему состоянию ТС, а именно от точки начала отсчета до поверхности земли.
– определить новое фактическое значение (WSW2) датчика хода на оси и вычислить разницу WSW2-WSW1.
– разница датчика хода WSW2-WSW1 соответствует разнице процесса продавливания шин Δh100% -Δh0%.

Управление регулятором тормозных сил (РТС)
Тягачи с пневмоподвесками и традиционной тормозной Управление регулятором тормозных сил (РТС)
Тягачи с пневмоподвесками и традиционной тормозной системой снабжены регулятором тормозных сил (РТС), зависящим от нагрузки. Управление данным регулятором происходит с помощью использования давления в сильфоне.
В случае падения давления в сильфоне (напр., значительно нарушена герметичность сильфона или
разрушена его конструкция) регулятор тормозных сил, несмотря на максимальную нагрузку автомобиля,
сигнализирует о его порожнем состоянии. Вследствие этого создается недостаточное торможение и удлинение пути торможения. Система ECAS обладает возможностью распознать такой случай и при его возникновении подать запасное давление, находящееся в системе пневмоподвески, управляющему выводу РТС 41/42. Таким образом, происходит симуляция максимально нагруженного состояния ТС.
Системой снабжены регулятором тормозных сил (РТС), зависящим от нагрузки. Управление данным регулятором происходит с помощью использования давления в сильфоне.
В случае падения давления в сильфоне (напр., значительно нарушена герметичность сильфона или
разрушена его конструкция) регулятор тормозных сил, несмотря на максимальную нагрузку автомобиля,
сигнализирует о его порожнем состоянии. Вследствие этого создается недостаточное торможение и удлинение пути торможения. Система ECAS обладает возможностью распознать такой случай и при его возникновении подать запасное давление, находящееся в системе пневмоподвески, управляющему выводу РТС 41/42. Таким образом, происходит симуляция максимально нагруженного состояния ТС.

Включение функции РТС
Эксплуатация крана
В таких ТС, как тягачи со встроенным краном, большую эффективность имеет функция " Эксплуатация крана".
Основой данной функции является следующий процесс:
для эксплуатaции кранa необходимо выдвинуть опорные стойки, которые приподнимают ТС таким образом, что колёса не касаются поверхности земли. Вследствие этого
необходимо прекратить поток поступающих сил, возникающих при нагрузке на кран на подвесках ТС. При поднятии колёс увеличивается расстояние между осью и конструкцией ТС. Вследствие этого система ECAS попытается удалить воздух из сильфона, чтобы уменьшить данное расстояние. Таким образом, происходит бесполезная вентиляция пневмоподушeк. При опускании ТС это может привести к их надлому. Система ECAS может распознать данную ситуацию и вовремя прекратить вентиляцию сильфона, прежде чем произойдет его полная деаэризация.

Регулировка давления в ТС - х с подъёмной и ведомой осями
В ТС 6х2 с подъёмной или ведомой осью можно осуществить всевозможные теории (в зависимости от
оснащения системы ECAS), касающиеся давления в пневмоподушках.Это относится к агрегату задней оси между ведущей и подъёмной осъю.

Уравнивание давления
Отличительной чертой данного процесса является следуюещее: после опускания подъёмной оси/ нагрузки на ведомую ось на все пневмоподушки агрегата задней оси поступает одинаковое давление. Пневмоподушки ведущей, подъёмной и ведомой осей соединены между собой с боковых сторон.
Процесс уравнивания давления происходит при наличии малого количества компонентов. Установление значений давления происходит с помощью пневматического переключателя или датчика давления. (Рис. ниже)

Нагрузка на ось и изменение движущей силы в процессе уравнивания давления
Непрерывное оптимальное регулирование силы тяги
В ТС 6х2 системы ECAS существует возможность регулировать распределение нагрузки на ось в агрегате задней оси таким образом, что на ведущую ось происходит 100% - я нагрузка, а на подъёмную/ведомую оси - оставшаяся часть. В данном случае говорят о системе ECAS 6х2 РСД (регулирование соотношения давления).
Данный способ регулирования является преимуществом при эксплуатации ТС на скользких поверхностях.
Движущие силы ведущей оси находятся всегда в верхней части и обеспечивают, таким образом, оптимальную силу тяги. Для подъёмной/ведомой оси такое распределение нагрузки на ось обозначает пониженный износ шин при езде на поворотах.
Недостатком такой конфигурации является то, что применимые тормозные усилия, касающиеся ведущей и подъёмной оси очень сильно отличаются друг от друга.
Исходя из того, что обе оси обладают одинаковыми тормозными цилиндрами и в процессе торможения
находятся под равным давлением, то речь идёт об отличиях в нагрузке на тормозное устройство.
Число компонентов, необходимых для оптимального регулирования силы тяги, выше, чем при процессе
уравнивания давления. Определение значений давления в сильфонах происходит с помощью датчиков давления.
Число используемых датчиков давления зависит от производителя ТС. Например, ТС компании SCANIA
обладают двумя датчиками (один - на ведущей оси, второй - на подъёмной/ведомой оси). Компания IVECO использует до 5-ти датчиков (на движущей оси по два с каждой стороны и один датчик давления, расположенный на подъёмном сильфоне подъёмной/ведомой оси). (Рис.ниже)

Нагрузка на ось и изменение движущей силы в процессе уравнивания давления
Управление соотношением давлений
Наряду с оптимальным регулированием силы тяги существует также и регулирование соотношения давления.
Эти два процесса тесно связаны дру с другом. В ТС, обладающих системой ECAS 6x2 РСД, можно выбрать один из двух перечисленных выше способов регулировки.
В процессе регулирования соотношения давления происходит упорядочивание давления в пневмоподушках, находящихся на движущей, подъёмной и ведомой оси.
Движущая сила остаётся при этом неизменной, в отличие от тормозной системы. Процесс износа тормозного устройства находится на обеих осях на одинаковом уровне.
Этот способ регулирования является недорогим при провождении дальних перевозок или в транспортном распределителе.
Число компонентов, необходимых для регулирования соотношения давления соответствует числу компонентов, необходимых для оптимального регулирования силы тяги.
При установке параметров можно выбрать желаемый способ регулировки. (Рис. ниже)

Нагрузка на ось и изменение движущей силы в процессе регулирования соотношения давления
Какой способ из выше названных будет в итоге выбран, зависит от различных условий.

Определение нагрузки на ось в электроникe CAN II
С помощью встроенных датчиков давления система ECAS может определить давление, действующее на ось и предоставить его банку данных ТС в качестве CAN - послания. Данную информацию, касающуюся осевой нагрузки, водитель ТС может увидеть на дисплее и/или она может быть использована другими электронными системами управления.
Система ECU может сохранить информацию, касающуюся максимально 4-х расчётных кривых (макс. 4 оси). Каждая кривая определяется с помощью 3-х (вес/давление) точек.
Информация о нагрузке на ось (средняя величина, полученная из определённого интервала времени)
сообщается системе CAN-Bus каждые 100 мс согласно протоколу SAE J1939.

Алгоритм управления

План действия обычного контура регулирования системы ECAS
Алгоритм управления при регулировке уровня
При регулировке уровня корректируется расстояние между конструкцией ТС и его осью. Регулировка уровня - основная функция ECAS.
Дополнительная регулировка расстояния может быть необходима при возмущающем воздействии или
изменении заданного значения.
Для более четкого представления управляющих функций ECAS при регулировке уровня необходимо провести небольшой экскурс в физику пневматических подвесок.

Общие сведения по физике пневматических подвесок
Основная проблема любой регулировки при возникновении отклонения заключается в определении
оптимального переходного периода. Это промежуток времени от начала изменения заданного значения до тех пор, пока фактическое значение не выйдет за установленные пределы допусков заданного значения (рис. ниже). До тех пор система осуществляет регулировку, и при этом ей нужен воздух.
Большие периоды времени регулировки возникают при медленной подрегулировке фактического значения по новому заданному значению. При этом обеспечивается высокое качество регулирования, которое требует больших затрат времени.
Если регулировка протекает быстро, то, таким образом, происходит быстрое достижение нового заданного значения. Но при этом повышается склонность системы к колебаниям.
Большие номинальные значения магнитных клапанов ECAS, что является преимуществом для корректировки в случае небольших различий в заданных значениях, негативно сказываются при больших различиях в заданных значениях. В последнем случае усиливается склонность к
повышенным колебаниям.
Для правильного проектирования пневмосистемы должен быть создан перепад давления в электромагнитном клапане при любом режиме его эксплуатации. Это значит, что давление ресивера должно быть больше, чем давление на выходе в пневмобаллоны.

Пример процесса регулировки при изменении заданного значения
Гашение колебаний и амортизационное усилие 
Во время регулировки нужно учитывать и роль демпфера.
Традиционные демпферы рассчитаны только на одну рабочую точку. Амортизационное усилие создается в ТС в верхней области нагрузки. В ТС в частично нагруженном или порожнем состоянии доля амортизационного усилия, которое при изменении заданного значения должно преодолеваться, непропорционально высока.
Исправление этого достигнуто за счет изменчивости регулировки амортизации. WABCO предлагает это путем установки системы ECAS. Однако в данном случае ECAS рассматриваться не будет.
Чем больше отличается показатель состояния нагруженности ТС от показателя параметризации
демпфера, тем больше усиливается влияние амортизационного усилия.
Эти проблемы становятся ясны при работе демпфера. В демпфере жидкость должна перетекать из одной полости через дроссельное отверстие в другую полость.
Возникающая при этом сила сопротивления обозначается как амортизационное усилие. При быстром изменении расстояния между конструкцией и осью амортизационное усилие также резко нарастает.
Поэтому за создание амортизационного усилия в основном отвечает изменение расстояния.
При изменении расстояния между конструкцией и осью ТС одновременно с созданием амортизационного усилия начинается его уменьшение за счет перетекания амортизационной жидкости через компенсирующий дроссель. Время такого уменьшения определено конструкцией демпфера (напр., диаметром дросселя, вязкостью жидкости).
Амортизационное усилие - это такое усилие, которое противодействует движению конструкции, препятствуя возникновению раскачивания корпуса или отскоку колеса  от поверхности дороги. При этом оказывается противодействие и изменению уровня.
Амортизационное усилие, величина которого в течение времени меняется, является проблемой в процессе регулировки.

Ход регулировки при изменении заданного значения
Если ECAS находится в равновесии сил, то на пневмобаллон оси воздействует колесная нагрузка. При
этом необходимо учитывать передаточное отношение несущих рычагов.
Давление в пневмоподушке, умноженное на площадь сечения сильфона, противодействует колесной нагрузке.
Данную площадьнельзя непосредственно выссчитать из диаметра пневмобаллона. Давление в пневмобаллоне зависит только он колесной нагрузки, а не от высоты уровня.
В процессе регулировки уровня, происходящего вследствие изменения заданного значения (напр. с
помощью блока управления) давление в сильфоне повышается или понижается до тех пор, пока фактическое значение расстояния между конструкцией и осью не будет соответствовать новому заданному значению. Это динамический процесс. Чем больше необходимое изменение заданного значения, тем больше происходят ускорения в изменении положения конструкции во время
регулировки. Система проявляет склонность к колебаниям.
Она может управлять, выходя за пределы нормы.
Такая тенденция встречается особенно в ТС в порожнем состоянии. При этом, с одной стороны, вследствие большого перепада давления между ресивером и пневмобаллоном в магнитном клапане ECAS возникают большие ускорения при перетекании жидкости в ходе наполнения баллона.
С другой стороны, преодолеваемое амортизационное усилие максимально. При этом велика опасность
колебания в регулировочном контуре. Это приводит к излишнему множеству циклов регулировки в магнитном клапане ECAS, что сокращает срок его службы.
Существует возможность, предотвратить ненужные колебания с помощью увеличения диапазона допущенного заданного значения. Но это сказывается на точности повторной регулировки при одинаковых заданных значениях.
Если же все–таки требуется соблюдения таких четких параметров, процесс управления должен быть
усовершенствовать таким образом. чтобы объем подаваемого сжатого воздуха снижался незадолго до
достижения целевого уровня. При это скорость перемещения конструкции уменьшается и
предотвращается вероятность повышенных колебаний.
Поскольку магнитный клапан ECAS только включает или выключает подачу воздуха, но не осуществляет дросселирование, его магнитный ток находится в пульсирующем режиме. За счет пульсации поток воздуха кратковременно прерывается. При этом создается дроссельный эффект, препятствующий усилению колебаний.

Длительность импульсного режима и продолжительность импульсов
Для импульсов клапанов важны следующие понятия:

Длительность импульсного режима
Длительность импульсного режима - фиксированное значение, передаваемое при параметризации ECU.
Началом такой длительности считается импульс включения для клапанных магнитов. Длительность
импульсного режима является, таким образом, промежутком времени до момента получения клапанным
магнитом следующего импульса включения (Рис. выше).

Продолжительность импульса
Продолжительностью импульса описывается промежуток времени, за который клапанный магнит получает импульс включения. Это значение переменно и рассчитывается для каждой длительности импульсного режима вновь. Расчет продолжительности импульса производится блоком ECU и
зависит от отклонения в регулировке, т. е. от расстоянием между заданным и фактическим уровнями.
При этом речь идет о пропорционально-дифференциальной регулировке (PD). Регулировка
осуществляется в зависимости от отклонения в регулировке и скорости изменения отклонений в
регулировке.
Большие отклонения в регулировке приводят к большой продолжительности импульса. Если установленная продолжительность импульса больше введенной длительности импульсного режима, то ток на клапанный магнит подается непрерывно. При этом изменение в регулировочных отклонениях максимальны.
Для замедления дополнительной регулировки при подъеме незадолго до установления нового заданного значения, по причине большого поперечного сечения тока, скорость изменения отклонения в регулировке анализируется и учитывается при регулировке.
Увеличение скорости изменения отклонений в регулировке приводит к уменьшению продолжительности импульса.

Самообучающийся регулятор
Существует вид регуляторов, которые работают на основе самообучения. В данном случае не происходит пульсация электромагнитных клапанов ECAS , что приводит к увеличению их срока службы. Такой способ регулировки используется при эксплуатации всех электроник CAN, а также в 4x2/6x2 MAN, 4x2 RVI и DAF. На основе провождения первичной регулировки система ECAS осваивает образ действий при повышенных колебаниях.
При последующих регулировках происходит отключение при достижении заданного уровня. В итоге конструкция переходит на заданный уровень. (Рис. ниже)
В электрониках, не относящихся к CAN, определение продолжительности импульсов происходит на основе заданных коэффициентов. В электрониках CAN продолжительность импульсов зависит от механических изменений ТС (определение времени простоя).

Пример процесса регулировки при изменении заданного значения для самообучающегося регулятора
Алгоритм управления при регулировке подъемной оси
Автомобили с одной подъемной осью могут оснащаться механизмом регулировки подъемной оси. Такая
регулировка необязательна и ее не нужно устанавливать в каждой системе.
Положение подъёмной оси (в процессе её регулировки) зависит от осевой нагрузки движущей оси. При этом система ECAS определяет позицию подъёмной оси:
Регулирование положения подъёмной оси необходимо проводить под влиянием возмущающего воздействия, как правило, при изменении нагрузки. Пользователь не может вносить изменения, касающиеся заданного значения.
Приподнятую подъёмную ось можно всегда опустить вручную. В частично нагруженном состоянии ТС
приподнятие подъёмной оси возможно в том случае, если не превышается макс. допущенное давление в
пневмоподушке движущей оси.
В последующих высказываниях речь будет идти только о подъёмной оси. Но в основном данные содержания касаются также регулировки ведомой оси.

Общие сведения по управлению подъемной осью
К теме "Управление подъёмной осью" относятся также и такие темы, как: " Вспомогательная сила при трогании ТС" и "Предотвращение перегрузки". В этой связи они должны вместе учитываться.
Регулировка положения подъемной оси осуществляется в зависимости от давления в пневмобаллоне движущей оси, которое регистрируется с помощью переключателя или датчика давления ( в зависимости от конструкции). В системах, обладающих переключателями давления, данные значения (давления) заданы. Коэффициент давления, полученный с помощью датчиков давления сравнивается в ECU с различными заданными значениями.
Эти заданные значения уже заданы в ECU при вводе системы в эксплуатацию. На основе полученных значений устанавливаются следующие ограничения:
• давление переключения для спуска или подъема подъемной оси
• максимально допустимое давление при исполнении функции "Вспомогательная сила при трогании ТС"
• максимально допустимая величина погрузки Каждому значению давления таким образом
приписывается определенное состояние осевого агрегата.

Описание функций подъёмной оси в ТС, обладающих системой регулирования давления
(Напр., ТС с цистерной)
На рис. ниже показан процесс прохождения давления в пневмоподушке движущей оси (жирная линия) в
зависимости от состояния нагрузки в агрегате задней оси для ТС, обладающего системой регулирования давления.
При этом на ТС не установлено ни регулирование соотношения давления, ни регулировка силы тяги. Это значит, что на пневмоподушки подъёмной оси в опущенном состоянии действует такое же давление как и на пневмоподушки ведущей оси.

Описание функций подъёмной оси в ТС, обладающих системой регулирования давления
При загрузке или разгрузке на этой линии происходит прохождение различных характерных точек. Значения давления в пневмоподушке движущей оси (указанные с помощью кружков на рис.)необходимо сообщить системе ECAS в процессе параметризации. В результате реакций подъёмной оси возникают частично давления ( на рис. выделены звёздочкой *), на которые нельзя оказать влияние.
Условием нормальной регулировки подъемной оси является достаточное обеспечение сжатым воздухом
и электроэнергией.
Следующие высказывания играют роль в том случае, если ТС с цистерной непрерывно наполняется жидкостью или происходит его опорожнение (Рис. выше).
1. Процесс наполнения начинается при . Движущая ось ТС не находится под нагрузкой (порожний вес)
mпорожний. Эта порожняя масса получается из следующего:
• масса конструкции и
• массовая доля подъемной оси мпод. ось.
Значение давления в пневмоподушке pПорожний можно,например , узнать из таблички РТС.
2. В процессе наполнения увеличивается нагрузка ТС до достижения . В этой точке подъемная ось опускается.
Соответствующее давление в пневмоподушке должно быть обозначено как давление, возникшее при спускe подъемной оси pспуск под. оси. Его значение должно быть сообщено электронике в процессе параметризации.
Ориентировочное значение такого давления - это допустимое номинальное значение p100% давления в
пневмоподушке при полной загрузке ТС. Это значение также можно узнать из таблички ALB.
3. После спуска подъемной оси происходит изменение в нагрузке агрегата задней оси (ЗО). Нагрузка снижается на массовую долю подъемной оси mпод. ось. Давление в пневмоподушке движущей оси также снижается, поскольку осевая нагрузка распределяется по пневмоподушкам как движущей, так и подъемной оси.
Кривая, касающаяся давления в сильфоне, после спуска подъёмной оси проходит от до . Пользователь не может повлиять на устанавливающееся само по себе давление в пневмоподушке p* ПО спуск. Для расчёта параметров, касательно управления подъёмной осью, необходимо определить значение данного давления.
4. При дальнейшем наполнении цистерны давление в пневмоподушке движущей оси достигает своё
максимально допустимое значение в.
5. Происходит регулировка максимально допустимого давления в пневмоподушке движущей оси при
задействованной функции " Вспомогательная сила при трогании ТС" p130% .
6. В итоге достигается давление p перегрузка, в итоге этого срабатывает функция " Предотвращение перегрузки".
7. Функцию " предотвращение перегрузки" можно использовать только в системах, обладающих
датчиками давления ( а не переключателями давления). Смысл данной функции заключается в том,
что при достижении этого давления pперегрузка происходит вентиляция пневмоподушек всех осей,
находящихся на днище. Активизация функции "Предотвращение перегрузки" может привести к тому,
что конструкция ТС опустится до предела. Это должно препятствовать движению с сильном перегруженной конструкцией. Сведения о давлении pперегрузка должны быть переданы блоку ECU. При этом нужно учитывать данные завода-изготовителя осей и нормативно-правовые предписания касательно нагрузки на автомобили.
8. Пневмобаллоны опять заполняются при снижении ниже минимума при опорожнении или выпуске
соответствующей осевой нагрузки, соответствующей pперегрузка. То есть, когда давление в пневморессорах снижается при рассмотрении от точки. Достаточно выключить и повторно включить зажигание для того, чтобы провести регулировку последнего заданного уровня.
9. При дальнейшем спуске жидкости из цистерны, чтобы не изменять выбранный вначале процесс, понижается давление в пневмоподушках ниже до. В этой точке давление в пневмобаллонах главной оси настолько мало, что целесообразен подъем подъемной оси. Оно должно быть обозначено как давление, возникающее при поднятии подъёмной оси pподнятие под. оси. Данные о нем должны быть переданы в ECU путем параметризации.
10. В системах с полуавтоматической подъемной осью можно провести её поднятие вручную, если превышено допущенное давление p*спуск подъемной оси.
11. В системах, обладающих полностью автоматической подъёмной осью происходит следующий процесс: после установления давления при подъёме приподнимается подъёмная ось,а пневмоподушки
ведущей оси берут на себя всю осевую нагрузку.
Массовая доля подъемной оси mпод. ось теперь опять относится к нагрузке. Кривая давления в
пневмоподушках проходит от до , при этом установленное давление в пневмоподушках p*поднятие
подъемной оси нельзя изменить.

Итог
Регулировку подъёмной оси, включая функцию предотвращения перегрузки можно настроить следующим образом:
• Давление спуска подъемной оси pспуск под. оси
• Давление защиты от перегрузки pперегрузка
• Давление подъема подъемной оси pподъем под. оси Кроме того, названные выше условия необходимо
соблюдать во время определения давления при спуске и поднятии подъёмной оси для достижения успеха в процессе её регулировки. 

Конфигурация системы
ECAS - это очень вариабельная система, которая может быть оптимально приспособлена под различные
требования, касательно ТС. Так, например, на одном ТС могут быть установлены 3 основных системы управления ECAS. Наряду с этим возможно управление подъёмной осью. Выбор необходимых компонентов производится изготовителем ТC благодаря требованиям, предъявляемым системе.
На расположенных ниже иллюстрациях указаны различные варианты регулирования всех ТС.
В отличие от ABS или EBS, конфигурация которых определяется с помощью встроенных в систему датчиков частоты оборотов/модуляторов (напр. 4S/3M), определение конфигурации в системе ECAS производится благодаря числу основных контуров регулирования уровня.
Данное число соответсвует числу, имеющихся в наличии датчиков хода. Так, например, система, обладающая двумя датчиками хода называется двухстороннее регулирование.
При этом сведения о типе управления касаются всего ТС (как указано на рис.) или отдельных частей оси. Полностью пневматическое ТС с трехсторонним управлением состоит, к примеру, из подвижной оси с односторонним управлением и движущей оси с двухсторонним управлением.
Для ТС существуют в общей сложности следующие виды управления:
• одностороннее регулирование
• Регулировка по 2 точкам
• трехстороннее регулирование
Одностороннее регулирование типично для подвижных передних и задних осей (рассматривая данный процесс на основе осей). В ТС, обладающих частично пневматической подвеской, для проведения одностороннего регулирования устанавливаются датчики хода на движущую ось.
Двухстороннее регулирование находит применение на задних осях с значительной шириной колеи, если уже заранее известно, что ТС будет наравномерно нагружено или в ТС с относительно высоким центром тяжести. При рассмотрении ТС в целом выясняется, что ТС с полностью пневматической подвеской, на передней и задней оси которых находятся датчики хода, обладают двухсторонним
регулированием.
Трехстороннее регулирование типично только для ТС с полностью пневматической подвеской. Оно состоит из одностороннего регулирования, касательно подвижной передней оси и двухстороннего регулирования задней оси.

Порядок регулирования для ТС с частично пневматической подвеской
Соответствующую конфигурацию датчиков хода можно расширить за счёт переключателей давления или датчиков давления с условием наличия подъёмной оси.
Для автоматического спуска подъёмной оси, по достижении определённых значений давления в
пневмоподушках движущей оси, достаточно установить переключатели давления для определения давления в сильфоне. С помощью переключателей давления можно привести в действие функцию вспомогательной силы при трогании ТС.
Датчики давления находят применение на движущей оси, если есть необходимость использования полностью автоматизированной подъёмной оси, функции компенсации продавливания шин или функции
предотвращения перегрузки. Существует запрос, касающийся процесса регулирования соотношения
давления или оптимального регулирования силы тяги, то необходимо дополнительно установить датчики давления на пневмоподушки подъёмной оси.

Порядок регулирования для ТС с полностью пневматической подвеской
 
 
Назад к содержимому | Назад к главному меню